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Autor Tema: Dinámica con muelle  (Leído 443 veces)

nocarnocar

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Dinámica con muelle
« en: Agosto 04, 2022, 03:49:07 pm »
Un muelle de constante k = 100 N/m se encuentra dentro de un vagón de tren. Si al muelle no se le aplica ninguna fuerza y ​​se encuentra en reposo entonces tiene de longitud inicial de 1 m. Cogido en el muelle tenemos una masa 1 kg sin fricción con el suelo. El vagón de tren acelera horizontalmente hacia la derecha a 1 m/s2 en todos los apartados
a) Calcula el alargamiento del muelle y su longitud total
b) Haz el mismo cálculo si la fricción estática vale 1/4 que la fuerza que hace el muelle.
c) Calcule la F estática si la fricción vale la mitad de la fuerza del muelle

jmcala

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Re:Dinámica con muelle
« Respuesta #1 en: Agosto 06, 2022, 06:55:03 am »
a) Para este apartado solo tienes que igualar las fuerzas que hay en el eje horizontal, es decir, la fuerza del muelle y la fuerza de inercia de la masa:

\( F_M = m\cdot a\ \to\ -k\cdot \Delta L = m\cdot a\ \to\ \color{blue}{\Delta L = \frac{m\cdot a}{-k}} \)

El cálculo es inmediato:

\[ \Delta L = \frac{1\ kg\cdot 1\ \frac{m}{s^2}}{-100\ \frac{N}{m}} = \color{red}{-0.01\ m} \]

La longitud final es:

\[ L - L_0 = -0.01\ m\ \to\ L = (1 - 0.01)\ m = \color{red}{0.99\ m} \]

b) Ahora debes considerar que la fuerza de rozamiento es una cuarta parte de la fuerza del muelle:

\( F_M = m\cdot a - \frac{F_M}{4}\ \to\ \frac{5F_M}{4} = m\cdot a\ \to\ \color{blue}{F_M = \frac{4m\cdot a}{5}} \)

Teniendo en cuenta la fuerza del muelle:

\[ -k\cdot \Delta L = \frac{4\ N}{5}\ \to\ \Delta L = -\frac{4\ N}{500\ \frac{N}{m}} = \color{red}{- 0.008\ m} \]

La longitud final es: \( \color{red}{L = 0.992\ m} \)

Lo siento pero no soy capaz de interpretar qué se supone que tienes que calcular en el último apartado.
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